Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Сравнительный анализ строения речных бассейнов горного обрамления Верхнефракийской низменности

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный анализ строения речных бассейнов горного обрамления Верхнефракийской низменности"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИЙ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ ГОРНОГО ОБРАМЛЕНИЯ ВЕРХНЕФРАКИИСКОИ НИЗМЕННОСТИ

11.00.04 - геоморфология и эволюционная геограФия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Географический Факультет

На правах рукописи

V.

ПЕТРОВ Цветан Владимиров

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

Географический Факультет

На правах рукописи

ПЕТРОВ Цветан Владимиров

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ ГОРНОГО ОБРАМЛЕНИЯ ВЕРХНЕФРАКИЙСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

11.00.04 - геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Работа выполнена на каФедре геоморфологии и геограФии географического Факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.

Научный руководитель - доктор географических наук,

профессор Ю. Г. Симонов

Официальные оппоненты - доктор географических наук,

профессор Р. С. Чалов

кандидат географических наук, доцент О. К. Кадетов

Ведущая организация - ИНСТИТУТ географии РАН

л,.

Защита диссертации состоится 1996 г. в____часов

/

на заседании специализированного совета по геоморфологии и эволюционной геограФии, мерзлотоведению и картографии /Д-053.05.06/ при Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Воробьевые горы, МГУ, географический Факультет, аудитория 2109.

С диссертации можно ознакомиться в библиотеке географического Факультета на 21 этаже.

Автореферат разослан 1996 г.

Ученый секретар специализированного совета, доктор географических наук,

профессор Ю. Ф. Книжников

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. ВерхнеФракийская низменность едставляет собой одну из межгорных впадин в Центральной лгарии. Вместе со своим горным обрамлением она может ссматриваться как целостная геоморфологическая система. Для е, как и для любой геоморфологической системы, является туальным изучение взаимодействия отдельных ее частей, утригорные и межгорные впадины всегда служат некоторым местным зисом эрозии и денудации. Положение этого местного базиса в ою очередь оказывает влияние на развитие горных стран под йствйем экзогенных процессов.

Рассматривая исследуемый район с подобной точки зрения можно делить две разные горные страны /Средна гора и Родопы/, зделенные межгорной впадиной - Верхнефракийской низменностью.

развитие может протекать по своим собственным законам. Базис нудации горных стран будет зависеть от того, в какой степени л горные системы оказывают влияние на него. Базисный межгорных ссейн является некоторой интегральной характеристикой, гегрирующим элементом в системе горных стран. Он оказывает /тние на их развитие, и прежде всего на развитие экзогенных эцессов, через местоположение базиса денудации. Заполнение межгорной впадины идет как бы по двум направлениям, эеделяемые темпами опускания-поднятия и темпами денудации на эритории горных стран. Эта система должна быть в какой-то гпени уравновешена. Поэтому очень важно выяснить как, в какой гпени активно происходят процессы денудации и вынос вещества из шых стран на эту территорию. Но этот вынос зависит от целого ;а Факторов, в том числе от истории развития обрамляющих гор и особенностей денудации. Но, поскольку, в современном процессе

мы можем, прежде всего, оценивать интенсивность денудации, то о в какой-то степени зависит и от строения речных бассейнов.

Есть некоторые основания предполагать, что любая межгорна впадина и ее положение внутри системы гор зависит от того в какс соотношении протекают и те процессы, которые приводят к е разрушению. Таким главным процессом является общая денудация ь этой территории и среди этого Флювиальные процессы играют больше роль.

Работами Хортона было установлено, что особенности денудации его гидрофизической модели сильно зависят от особенносте строения речных бассейнов. Вся идеология Хортона была построеь на то, чтобы установить как устроены речные бассейны, потому-ч-от этого зависят особенности денудации. Тогда, если з-справедливо, то было-бы интересно каждый раз, не только в этс месте, но и в других местах, выяснять как устроены речн! бассейны. Например, гарные страны различны и бассейны у Н1 различны. И как они заполняют эту межгорную впадин; взаимодейстуя друг с другом. Потому что, если выносит! одновременно, то обе страны оказываются в одинаковом положени Если одна из стран выносит больше, а другая меньше, то т возникают другие соотношения. Поэтому, нужно попытать установить как, каким образом идет денудация в этих горах, горном обрамлении. Для того, чтобы сделать этот вывод, необходи выяснить как рельеф окружающей территории оказывает влияние состояние межгорной впадины.

В этом и видится научная задача исследовании, так как так работы проводятся крайне редко. Даже и в работах Хортона

•г -ч г':

сопоставлялись разные бассейны в одной горной стране для тог чтобы понять как идет развитие в настоящее время межгорн впадины. Кроме того, как устроены речные бассейны в Болгар

ециальные исследования не проводились. Вопрос как они работают системе гор актуален и можно найти какие-то общие кономерноети. Эти закономерности в работе разбираются на кальном уровне, для того, чтобы сделать какие-то общие выводы, этому, проведение таких работ актуально в общем Фундаментальном ысле. В рамках геоморфологии Болгарии уделялос внимание эжеством вопросам и, прежде всего, структурно геоморФо-гическим исследованиям. Но исследований речных бассейнов не вводилось. Такое пионерное поисковое исследование может быть осмотрено как актуальное. А так как оно не проводилось, тяется новым. В этом случае очень полезно выяснить сходство и зличия бассейнов горных стран не только для исследуемого юна, но и подчиняется ли их строение общим закономерностям или чествуют какие—то индивидуальные особенности для бассейнов в ■гарии.

Наконец, есть практическая необходимость выяснить как исходит заполнение впадины и Формируется рельеФ. Рыхлые южения могут быть связаны с прикладными задачами, в том числе с меллиорацией, с поиском подземных вод для целей совер-ствования системы орошения и ирригаций. Но во всяком случае даментальные знания закономерности заполнения впадины личными бассейнами может оказаться чрезвычайно полезно. Практическая значимость работы. ВерхнеФракийская низменность =те с ее горным обрамлением составляет большую часть Восточно-кийского экономического района /Валев, 1978/. Он относится к гонаселенным райнам Болгарии, где идет активное освоение эодных ресурсов с разнообразным промышленным и еельско-чйственным производством. Геоморфологическая информация о .этой >итории может быть использована в поисковых целях, -при ■.новании проектов строительства и реконструкции различных

инженерных сооружений, при предсказании нежелательных опасных природных явлений, при поисках подземных и регулировании поверхностных вод. В настоящее время этот район изучен достаточно подробно в морФоструктурном отношении. Сведения о строении речных бассейнов существенно пополняют имеющуюся геоморфологическую информацию.

Цели и задачи. Целью данной работы является получение представлений об особенностях строения речных бассейнов горного обрамления ВерхнеФракийской низменности, установить их сходства и различия, а также оценить роль климатических и структурно-тектонических Факторов в становлении главных черт строения речных бассейнов.

Для решения этой задачи казалось необходимым изучить современные взгляды на способы характеристики строения речных бассейнов; описать состояние геоморфологической изученности анализируемой территории, чтобы установить место выполненных исследований в ряду завершенных работ! географически изучив геологические и геоморфологические особенности территории, установить основные черты строения речных бассейнов выбранной территории.

Исходный материал и методика исследований. Для решения поставленной задачи был выбран картографический метод исследования. Это связано с тем, что полевые исследования и сбор Фондовых геологических материалов был затруднен чисто организационными причинами - отсутствием транспорта и специального Финансирования всего комплекса работ. Для анализа была выбрана топографическая карта масштаба 18 200 ООО. С нее, была снята, калька и получены ксерокопия, на которых проводились измерения и оформление полученных результатов. Сопоставление этих карт с более крупномасштабными показало, что при изображении

рельеФа на них теряется информация о Формах рельеФа, созданных самыми маленькими руслами - руслами рек первого и второго порядка. Поэтому, характеристика эрозионного рельеФа, показанная в изгибах горизонталей, может быть отнесена лишь к долинам рек третьего и более крупных порядков. Для подробных характеристик следует пользоваться картами более крупных масштабов. Однако, следует отметить, что для анализа больших территорий, к каким относится и описываемый в данной работе объект, можно использовать два пути! 1/ проводить выборочные исследования на ключевых участках и 2/ отказаться от детальных характеристик и исследовать лишь более крупные черты рельеФа. В диссертации выбран второй путь. Детальные же работы на ключевых участках должны быть проведены в будущем и проведенные исследования следует рассматривать как базовые для них.

Исследование было построено следующим образом. Сначала на карте были выделены тальвеги всех долин, которые читаются в рельеФе. На данной территории всего их оказалось 7617. Для каждого из них определены: площадь водосбора, длина, падение и уклон продольного профиля. Порядок русла определялся по системе Стралера-ФилосоФова. Затем была составлена карта речных бассейнов разного порядка и в качестве вспомагательной создана гипсометрическая карта.

Все речные бассейны описаны путем раскрытия их структуры, как это принято в настоящее время. Основания структурного анализа речных бассейнов описаны в главе 1. Каждый из бассейнов был описан с помощью трех структурных индексов: 1/ индекс структуры водосборных площадей; 2/ индекс структуры длин разнопорядковых водотоков; 3/ индекс структуры уклонов продольного профиля рек разного порядка.

Эти работы проведены не для всех речных бассейнов, а лишь для бассейнов рек третьего порядка /в масштабе карты; на местности он с вероятностью выше 0,9 соответствует 5 порядку/. В работе они выбраны в качестве операционных единиц в связи с тем, что они неслищком велики по своим размерам и хорошо передают местные геолого-геоморФологические особенности, бассейны же более крупных размеров и более высоких рангов их значительно осредняют. Кроме того, их количество позволяет вести корректное статистическое сопоставление. На изучаемой территории таких бассейнов оказалось ЗОВ. .

Для бассейнов третьего порядка были построены специальные карты - три по числу структурных индексов. Эти карты сравнивались между собой и после соответствующей обработки были получены гистограммы распределения речных бассейнов с различными структурными свойствами. Это позволило сопоставить бассейны северного склона Родопского массива с бассейнами южного склона Средна Горы и увидеть их сходства и различия.

Научная новизна работы. Для территории Болгарии были впервые составлены:

- карта порядков речных бассейнов;

- карты строения бассейнов рек разных порядков;

- проведено исследование Факторов и условий, определяющих строение речных бассейнов;

- получено представление, о возможных различиях в транспорте наносов разнопорядковых рек, что может иметь палеогео-морФологическое и экологическое значение;

Основные защищаемые положения. На защиту выносятся следующие положения!

- представления о возможности получения конкретной геоморфологической информации для слабоизученных горных стран картометрическими методами;

- представления о том, что комбинации структурных индексов, раскрывающих строение речных бассейнов, могут позволить разделить роль различных Факторов и условий рельеФообразования;

- конкретные результаты исследования сходства и различий в строении речных бассейнов Средна Горы и Родопского массива;

Апробация работы. По результатам исследований подготовлены к печати две статьи; промежуточные результаты докладывались на каФедре геоморфологии и картографии Софийского университета.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем диссертации 139 страниц, в том числе 11 рисунков, 20 таблиц и список использованных источников из 84 наименований.

Автор глубоко признателен своему научному руководителю профессору Ю. Г. Симонову, каФедре геоморфологии Московского университета за предоставленную возможность продолжить геоморфологическое образование. Автор благодарен также М. Е. Турковой, Т. Ю. Симоновой, В. И. Кружалину и Г. С. Ананьеву, которые помогали ему в разные годы работы в аспирантуре. Я также хотел бы поблагодарить своих коллег по Софийскому университету за ге советы и помощь, которые они оказали мне в период учебы в университете и во время прохождения аспирантуры - X. Сонстантинова, Г. Балтакова, Р. Кендеровой и Г. Кынева.

Глава 1. Современные представления о строении

речных бассейнов .

Речные бассейны давно привлекают к себе внимание

^следователей геограФов. Для геоморфологов речные бассейны

являются особым объектом, при изучении которого можно получить данные об истории развития речных русел, наличии или отсутствии в них речных перехватов. Установлено также, что рисунок речных русел раскрывает некоторые особенности Формирования дренажных систем. Р.Хортон /1948/ увидел в речные бассейны закономерно построенные единства. По его мнению, в них гармонично связаны между собой густота русел, их длина, уклон продольного проФиля и уклоны склонов. Этими характеристиками определяется скорость движения воды и потоков наносов на склонах и в руслах рек. Он ранжирует речные бассейны по их размерам, выделяя порядки русел. Выделяет область зарождения потоков и наиболее простой водосбор он считает бассейном 1-го порядка. Русла 1-го порядка не имеют притоков и сливаясь образуют реку 11-го порядка. С помощью выделения водотоков разных порядков Р.Хортон выявляет ряд закономерностей в строении речных бассейнов. Он увидел, что с возрастанием порядка русел многие свойства речных бассейнов закономерно изменяются по законам геометрической прогрессии. В качестве знаменателя геометрической прогрессии обычно выступают три отношения: бифуркационное отношение /Вь/» отношение длин /Ях/; отношение углов наклона продольного проФиля русел /Я /. Он считает, что с порядком бассейна связаны водосборные площади и длины водотоков. Для каждого из бассейнов отмечается постоянство отношений числа и длин разнопорядковых водотоков. На основании свойх исследований Р.Хортон сформулировал законы строения речных бассейнов.

Законы Хортона проверялись исследователями в различных условиях. В основном они подтвердились, но были выявлены случаи заметных отклонений от них. Оформились три направления в уточнении концепции Хортона!

1 - предлагаеться, несколько изменяя правила кодирования, учитывать и дополнительные водотоки при определении порядка русел - Н.А.Ржаныцин /1960/.

2 - считаеться необходимым учитывать все реки в бассейне -Р.Шрив/1967/. С помощью логарифмирования порядков Шрива возникли его производные, имеющие дробную характеристику - Шайдегер /1965/, Грегори, Уолиг /1973/, Уолденберг /1967/ и др.

3 - осуществлена модификация кодирования для гидрологических целей. Р.А.Нежиховский /1971/ выделяет всего три порядка! малые, средние и большие реки.

В геоморфологических исследованиях чаще используют принцип определения порядков, предложенный А.Стралером /1953/ и независимо от него В.П.ФилосоФовым /1959/. Их система Формализует способ Хортона и является последовательно дихотомической. Различия между ними связаны с тем, что в системе Стралера-ФилосоФова отброшен принцип выделения главной реки, имеющей один порядок от истока до устья.

Наиболее систематическое изучение строения речных бассейнов при помощи кодирования порядков русел ведется на каФедре геоморфологии Географического Факультета Московского университета группой ученых под руководством профессора Ю.Г.Симонова. Разные аспекты этой проблемы проанализированы в работах О.А.Борсука, }.П.Бгатова, А. Н. Кичигина, В.И.Кружалина, Ю.Г.Симонова,

Г.Ю.Симоновой и В.И.Шмыкова. Предлагаемая диссертация выполнена в :оставе этой группы. Автор принял и разделяет основные 1етодические положения и приемы исследований, разработанные 'казанном коллективом.

Основные черты этой концепции сводятся к следующему:

I. Речной бассейн можно рассматривать как сложную трицательную Форму рельефа, элементами которой являются

дренирующие бассейн русла и склоны на них опирающиеся. Русла рек подразделяются по порядкам, а вслед за этим свой порядок приобретают и склоны, опирающиеся на талвеги того или иного порядка. Любой склон речного бассейна может бытьразделен на две части — долинную и приводораэдельную. Склоны бассейна всегда ограничены водораздельными линиями и линией подошвы склона /шовной линией/.

Перечислением всех элементов речного бассейна можно раскрыть его строение, однако простое перечисление не позволяет увидеть его специфических черт - общих и особенных. Для их выявления предложен некоторой эталон - модальный бассейн, с которым и сравниваются исследуемые реальные бассейны.

2. Модальный бассейн. При изучении большого числа речных бассейнов А. Н. Кичигиным /1974/ было установлено, что существует некоторый вариант их строения, который встречается чаще других. Такой бассейн был назван модальным. Оказалось, что в модальном бассейне порядка "к" всегда есть три водотока "к-1", кроме того в главную реку дополнительно впадают три водотока порядка "к-2", шесть водотоков порядка"к-3", двенадьцать "к-4" и т.д. Так, структура модального бассейна 9-го порядка может быть представлена следующей комбинацией структурных индексов! 1»,За,3^,6*,12а,24*,48з,96а,1921. Строение модальных бассейнов одинаково в различных климатических и тектонических условиях.

Почти одновременно с откритием модальных бассейнов было установлено, что малые бассейны быстрее реагируют на изменение, условий. Но реагирует не их структура, а площадь водосбору /Борсук, Симонов, 1971/. Тектонические различия отражаются лишь в Форме речных бассейнов - вдоль зон разломов бассейны имеют . удлиненную Форму, на что указал еще Р. Хортон /1948/.

Так возникла идея о возможном влиянии Формы речных бассейнов плане на их строение. Оказалось, что модальные бассейны имек такую Форму, для которой типичным является отношение длинной ос к короткой /а!в/ как 1!0.7.

Был установлен ряд свойств, меняющихся с увеличением порядка Причем рост или убывание основных показателей подчиняете закономерности геометрической прогрессии, знаменатель которо меняется от 2 до 4. На этом основонии были предложены структурны индексы, описывающие строение речных бассейнов. Обычно использую три структурные индекса! 1/ индекс структуры водосборных площаде разнопорядковых русел, 2/ индекс структуры длин и 3/ индек структуры продольного профиля разных порядков. Однако, очен) часто оказывается информативным и такой признак, как характе| ветвления. Он описывается с помощью бифуркационного индекса.

Если число водотоков в бассейне рассматривать в качеств! одного из возможных показателей сложности речного бассейн; /Кружалин, 1977/, то можно видеть, что с ростом порядка сложност! строения речных бассейнов быстро возрастает, а вероятность и> встречи быстро падает. Исходя из этого в качестве операционной единицы для изучения строения бассейнов по карте масштаба 1:20С ООО следует выбрать бассейны 3-го порядка /в натуре они имеют 5-ый порядок/. Их сложность еще не достаточно велика, ону достаточно часто встречаются, а в их строении участвуют водотоки 1-го и 2-го порядка, вероятность встречи которых в сумме составляет 0.95.

Глава 2. Общая географическая характеристика

Исследуемая территория располагается в южной центральной части Болгарии /рис.1/. Северная часть района включает в себя южные, Крутопадающие склоны Средна Стара планины /в. Ботев, 2376 м/, а

Ö«tOW ЭOHddfr

также субширотно вытянутую горную страну Средна гора /в. Богдан, 1604 м/.

Центральная часть района занята ВерхнеФракийской низменностью. Ее поверхность обладает ровным рельеФом и слегка наклонена к юго-востоку. Средняя высота равнины 200 м.

Шжную территорию района занимает западная часть Родопского массива - обширная, изометричная горная страна. В рельеФе обращают на себя внимание высокие, плоские гребни хребтов, над которыми возвышаются купола самых высоких вершин. Северные склоны глубоко расчленены густой сетью речных долин. Глубина вреза меняется от 500 м на востоке до 1000 м на западе, а средняя высота составляет Ю98 м /Гылыбов, 1966/.

Главной рекой территории является р. Марица. Среди ее левых 1ритоков, дренирующих Средна гору и южные склоны Стара планины, чреобладают реки 5-го порядка с площадью от 150 до 650 км2.

Правые притоки р.Марица дренируют территории Западных Родоп. >ольшинство рек имеет площадь водосбора от 100 до 300 км2. 1реобладают реки 4—го порядка.

Расположением района на границе двух климатичесских областей -онтинентально-европейской и континентально-средиземноморской, и ольшим разнообразием рельеФа определяется наличие нескольких, тличающихся в климатическом отношении, районов. ВерхнеФракийская изменность получает большее количество тепла и меньше влаги, клоны гор, ограничивающие ее с юга, являются более влажн,ми чем клоны северного обрамления. А северная их экспозиция эедопределяет поступление меньшего количества тепла на них габл.1,2/.

Сведения о среднем многолетнем стоке позволили выявить 'щественные и закономерные территориальные различия. Минимум ■ока поверхностных вод приходится на территорию сухой, равнинной

Таблица 1

Средняя температура воздуха района исследований

Станция Высота Среднемесячная Среднегодовая

Н м температура температура

январья июля

Северное обрамление ВерхнеФракийской низменности

в. Ботев 2376 -9.3 7.4 -0.7

Копривщица 945 -4.2 16.8 6.8

Вакарел 851 -3,9 18,1 8.0

Пирдоп 675 "1,7 19,8 -

Ихтиман 636 -2.9 19.0 8.8

Панагюрище 562 -1.0 20.3 10. 1

Хисаря 275 0. 1 22.9 12. 1

Южное обрамление ВерхнеФракийской низменности

х. Персенк 1750 -4.2 13.2 4.7

Беглика 1152 -5.7 12.7 3.7

водохр. Батак 1115 -3.2 16.2 7.0

Чепеларе 1100 -2.5 16.6 7.3

Велинград 745 -2.3 18.6 8.8

Д.Баня 621 -1.9 19.6 9.3

Пещера 436 -0.3 21.9 11.5

Асеновград 232 0.8 23.5 12.7

Таблица 2

Количество осадков горного обрамления ВерхнеФракийской женности по сезонам

Станция Зима Весна Лето Осень Средне-

годвое

Северное обрамление

в. Ботев 228 289 366 203

х. Паскал 137 250 214 147

Копривщица 126 195 225 161

Вакарел 126 184 188 137

Ихтиман 112 159 183 132

Панагюрище 132 178 195 148

Хисаря 126 159 186 137

1087 820 737 635 5S7 653 609

Южное обрамление

х. Персенк 176 249 250 193

Беглика 244 250 255 1В9

Затак 182 234 224 166

Чепеларе 209 206 227 181

Зелинград 138 160 160 135

1ещера 131 182 158 139

^сеновград 138 160 157 138

868 93В 807 823 954 610 593

ВерхнеФракийском низменности. Модуль максимального стока отмечается в высокогорных районам Стара планины, Рилы и Западных Родоп. Эти различия подтвердились и при анализе количества годового стока левых и правых притоков р. Марица. Сравнение самых больших левых и правых притоков показало, что при большей площади водосбора первых, их годовой сток меньше /табл.3/.

Исследуемый район отличается большим разнообразием растительности. В самых высоких частях Рилы и Стара планины сформировался Альпийский безлесный пояс, а ниже него — субальпийский кустарниковый пояс. Растительность хвойного пояса /1500-2000 м/ представлена Формациями лесной сосны, ели и балканской сосны. В Стара планине, Средна горе и Западных Родопах распростарнены букоавые леса. Широко распространены на более низких склонах Средна горы грабово—дубовые Формации. Лесная коренная растительность в ВерхнеФракийской низменности и низких частях Средна горы теперь почти полностью уничтожена. На ее месте созданы агроФитоценозы /Бондев,1991/.

В ВерхнеФракийской низменности развиты аллювиальные, деллювиальные и луговые коричневые почвы. Коричневые лесные почвы распространены на низких территориях Средна горы и северных склонах Родоп. На горных склонах Средна горы, Стара планины и на обширных выравненных поверхностей Родопских хребтов развиты светлокоричневые горнолесные почвы. В самых высоких частях Рилы, Родоп и Стара планины развиты дерновые горно-луговые почвы.

Глава 3. Геологическое строение

Геологическое строение и история геологического развития территории тесно связаны с ее местоположением в системе структур. Геодинамические процессы контролировались двумя литосФерными плитами! Понтийско-Каспийской и Фракийско-Анатолийской. Родопский

Таблица 3

Количество годового стока притоков р. Марица

Река, станция Н м Ом3/

ЛЕВЫЕ ПРИТОКИ

Очушница, с. Очуша 6В0 0,54

Тополница, с. Поибрене 450 7, 69

с. Лесичово 350 10,00

Мытивир, м. Серсемкале 787 1,62

Луда Яна, с. Сбор - 3,60

Пясычник, с. Пюбен 260 2,30

Стряма, с. Баня 270 9,40

Бяла река, с. Куртово - 1,5В

Омуровска, с. Черна гора 466 0,93

Сазлийка, Гылыбово 80 18, ОО

Сюютлийка, г. Раднево 113 3,85

ПРАВЫЕ ПРИТОКИ

Стара река, лет. "Г. Димитров" 872 1,05

Крива река, с. Сестримо 500 1,91

Яденица, г. Белово 280 1, 25

Чепинска, сп. "М. Николов" 1208 7,93

Стара река, г. Стамболийски 180 2,74

Выча, с. Михалково ВОО 17, 10

Г. Кричим 280 22,00

Триградска, с. Триград 1300 1,24

Широколышка, с. Широка лыка 1200 1,00

Пырвенецка, с. Храбрино 300 1,51

Юговска, с. Югово - 6,27

Чепеларска, г. Бачково 1100 11»*

Черкезица, с. Поповица 150 \ 1 г 23

Банска, с. Добрич 125 2,6

массив, располагающийся на юге исследуемого района, является Фрагментом расчлененной Фракийско-Анатолийской плиты /рис.2/.

Между обоими плитами находится сложная структурная постройка, называемая "Междинным пространством" /Бончев, 1980/, включающая в себя Понтийские горы, Краиштиды и Балканиды /их южной часть» является Среднегорье/.

Наиболее древними породами, выходящими на дневную поверхность, являются докембрийские породы - амФиболиты, гнейсы, сланцы, кварциты, лептиты, мраморы. Они распространены в Западных родопах и Средна-гора. Ограниченное распространение на территории Среднегорья имеют триаские конгломераты, песчаники, аргилиты, алевролиты, известняки и доломиты. На территории Среднегорья, на дневную поверхность выходят верхнемеловые конгломераты, песчаники, аргилиты, кварциты и мергели? породы Флишевой Формации - алтернации песчаников, алевролитов, известняков и мергелей. Широкое распространение в западной части ВерхнеФракийской низменности имеют породы олигоцен-миоценового возраста - глины, песчаники, уголь.

Неогеновые отложения представлены конгломератами, песчаниками и глинами, а четвертичные - аллювиальными делювиальными, пролювиальными, аллювиально—пролювиальными и аллювиально-делювиальными отложениями. Они раскрываются преимущественно на территории ВерхнеФракийской низменности.

Среди магматических пород самыми древними являются южноболгарские граниты и гранодиориты позднеальпийского возраста, широко распространенные в Западных Родопах, Риле и Средна горе. На территории Среднегорья встречаются вулканогенно-осадочные комплексы мелового возроста. Верхнемеловые магматические породы представлены интрузивными гранитами, габродиоритами, диоритами, гранодиоритами и гранитами.

рис.2.

1. Балканиды

2. Среднегорская зона

3. Старозагорско-Странджанская зона — древнее продол— сение Старолланинской зоны,- смещенное к югу и тектонически »ключенное в Среднегорье

4. Массивы:

A. Родопский массив

B. Дарданский массив

Комплексы кислых вулканических и субвулканических пор| олигоценового возраста распространены на территории Западн! Родоп.

В крупном плане исследуемый район входит своими частями в структурно-тектонические зоны. Старопланинская тектоническая зо! представлена т.наз. Центрально балканской антиклиналой. Южне1 ввиде узкой структурной зоны, субширотно простирается Средн! горье. Впервые эта зона выделена Ст. Бончевым /1971/ к. внутренняя зона Балканид. Их становление рассматривается результат столкновения двух крупных плит - Мизийской /на север| и Родопской /на юге/. Родопский массив.рассматривается к. срединный массив, старое консолидированное ядро, расположена между Еленидно-Динаридной /с юга/ и Балканидной /с север« ветвями Альпийского орогена /Тектонски строеж на България,1971/.

Старопланинская и Среднегорская тектоническая зоны разделяютс Забалканским глубинным разломом - комплексной глубиннс структурой, состоящей из целого пучка разломов.

Мерицкий глубинный разлом /Марицкий шов/ является самс замечательной и интересной раэломной структурой. Характеризуете типичным глубинным характером, длинной геологической жизнью многоэтапностью развития. Представляет собой широкую несколь^ километров полосу, на которую наложена южная част ВерхнеФракийского грабена.

Глава 4. РельеФ

Современный рельеФ территории пережил продолжительную сложную историю своего развития. С момента своего зарождение согласно современным представлениям о генезисе рельефа эндогенные Формы подвергаются воздействию экзогенных процессоЕ Эндогенные «акторы рельеФообразования - геологическое строение

)стория геологического развития территории - подробно |ассматривались в гл. 3.

Сильнорасчлененный рельеФ и большие различия климатических и идрологических условий, а также тектоническая активность юрФоструктур и раазнообразный литологический субстрат, предо-ределяют разнообразие проявлений современных экзодинамических роцессов. Проявление процессов выветривания обладает некоторой ысотой зональности. Выше уровня 1800-1900 м активна протекают роцессы морознового выветривания и Формирование элювиального ехла рыхлых отложений. Ниже этого уровня из-за влияния астительности и литологического субстрата более интенсивно ротекают процессы химического и биологического выветривания.

Особенности склоновых процессов определяются степенью эдготовленности рыхлого вещества процессами выветривания, углом аклона склонов и климатическими условиями. На более крутых слонах гор протекают граавитационные процессы - обвалы, оползни, :ыпи и поползаания склаьных блоков в активизированных зонах >росовых линий. На более пологих склонах, в привершинных поясях >р, идет медленное смещение склонового чехла рыхлого материала та мерзлотного крипа и солиФлюкции /Гловня, 1970/. На безлесных сельскохозяйственно обрабатываемых менее крутых склонах развиты юцессы плоскостной эрозии /Мишев и др., 1965; География ..., 82/.

У подножья гор и в переходной зоне к равнинному рельефу тловины развиты процессы делювиальной и пролювиальной кумуляции.

На исследуемой территории в привершинном поясе гор широко спространены Формы деятельности временных водотоков озионные рытвины, овраги, денудационные ложбины, а также речные пины низких порядков. Реки больших /5-6/ порядков в Рила-

Родопском массиве вследствие избирательной эрозии приурочены крупным разломным нарушениям.

В депрессиях обычно встречаются долины рек крупных порядк /5-8/, для которых свойственно наличие широкой поймы меандрирующим руслом и серии террас.

В болгарской научной литературе принято считать, что развит! рельефа происходило путем чередования' эпох поднятия и период! более стабильных. В Формировании современного рельеФа выделя! два морФогенетических этапа! раннеорогенный, в течение которо! Формируется "исходная" для дальнейшего развития релье< поверхность; орогенный - характеризуется восходящим развити! рельеФа, контрастностью и ритмичностью вертикальных движен! земной коры /География ..., 1982/. В результате Формирует! сложная система нескольких поверхностей выравнивани! ступенеобразно осложняющих склоны крупных морФоструктур.

Также считается, что о чередовании этапов тектоническс активизации и периодов широкого развития планационных процессов течение четвертичного периода можно судить по наличию и чио речных террас. В результате геоморфологических исследована установлено, что в течение четвертичного периодаа обраазовалось пойменных и 6-7 надпойменных террас.

Глава 5. Сравнительный анализ строения речных бассейнов

горного обрамления ВерхнеФракийской низменности.

В качестве операционной единицы для анализа были выбрак речные бассейны 3 порядка, так как они обладают достаточь сложной структурой и вместе с тем достаточно часто встречаются.

Структура речных бассейнов в работе описывается четыры-структурными индексами! 1) индекс структуры водосборных площаде разнопорядковых потоков; 2) индекс структуры длин водотоке т

заазных порядков! 3) индекс структуры уклонов продольного проФиля эазнопорядковых русел! 4) бифуркационный индекс.

Индекс структуры водосборных площадей был получен следующим збразом. На основании предыдущих исследований было установлено, )то в модальных басейнах 50 "/. площади дренируется руслами 1-го гарядка; 25 7. - 2-го порядка и 25 "/. руслами 3-го порядка. Таким збразом, определив суммарную площадь водосборов каждого порядка, южно определить их долю в исследуемом бассейне и ¡характеризовать его индексом структуры водосборных площадей )усел 1,2 и 3 порядка. Для модального бассейна этот индекс 532 1 ли 523. Подобным образом определялись и индексы структуры длин и :труктуры уклонов продольного проФиля. Для модальных бассейнов |ба они составляют 136.

Любой бассейн можно проанализировать путем сопоставления трех го структурных индексов с "нормой". При этом сравнении также юлезно учитывать разветвленность русел - индекс бифуркации.

Для выполнения задуманного исследования было необходимо оставить карту речных бассейнов разных порядков, измерить все их араметры и расчитать индексы структуры площадей, длин и уклонов, атем была соствлена гипсометрическая карта, чтобы выделить стественные ярусы рельеФа гор. Она позволяет также провести равнение изменения некоторых параметров строения речных ассейнов в зависимости от их абсолютной высоты.

Карта индексов структуры водосборных площадей является одной з основных характеристик речных бассейнов. Анализ этой карты, а ак же анализ гистограммы распределения бассейнов 3 порядка с азными структурными индексами выявил неодинаковое их аспределение в Родопах и Средна гора. Оказалось, что- как на эрритории Родоп, так и в Средна горе встречаются индивидуальные ассейны, представлены весьмаа редкими сочетаниями соотношения

разнопорядковых площадей и все они весьма далеки от нормы I особенностям ветвления.

Для сравнения двух регионов было необходимо сгруппирова бассейны, уменьшая их разнообразие. Поэтому наиболее рациональ было бы принять такую матрицу, где все бассейны сгруппированы! строке - изменение доли водосборных площадей I порядка, столбцу - изменение доли площадей 3 порядка /рис.3/.

Сравнение матриц средних индексов структуры площадей и среди индексов коэффициента бифуркации Родоп и Средна гора выяви некоторые различия лишь в модальной группе, что позволя говорить о более интенсивном расчленении Родопского массив Подобные различия были выявлены и при анализе распределен индексов структуры площадей и бифуркационных индексов по высотн поясам. Эти раазличия можно рассматривать как следств неодинаковых климатических условий.

Структура длин разнопорядковых водотоков интересна, пре» всего, как одна из основных характеристик речных бассейнов. Е Хортоном было установлено, что в строении модальных бассейь четко прослеживается геометрическая прогрессия со знаменателем Поэтому нормальный индекс структуры длин разнопорядкоЕ водотоков, для наиболее широко распространенного модальнс бассейна, составляет 136. Однако, можно считать нормальным индекс 127.

Для анализа разпределения бассейнов 3 порядка, отличающи> структурными индексами длин, нами была построена карта структ^ длин разнопорядковых рек. Затем все бассейны 3 порядка 61 объединены в группы с помощью матриц, описанных выше.

Выяснилось, что по набору индексов структуры длин ру< бассейны Средна Гора более однообразны. Анализ матриц показ; 4то и в том, и в другом районе преобладают бассейны с нормалы

I ПОРЯДОК/X/

Хт'т Утт Хтс/ Ут'т ХтахУтт

Хт'т Ут<1 Хтс1 Уте! Хтлх Уmd

Хгт'п Утах Хтё Утах Хтах Утах

рис.3. Матрица группировки структурных индексов.

структурой длин русел, как этого и следовало ожидать. Однако, в Средне гора несколько больше бассейнов с относительно удлиненными руслами X порядка и относительно длинными руслами 3 порядка. Это хорошо объясняется различиями в увлажнении.

Анализируя изменение структуры длин с высотой, следует выделить пояс склонов в Родопах, где много водотоков I порядка с нормальной длиной. Также можно говорить о том, что в Средна горе водотоки 3 порядка несколько короче, чем это следует из нормальных соотношений длин разнопорядковых русел.

Карта индексов структуры уклонов продольного профиля разнопорядковых русел позволяет выявить особенности разпределения нормальных и аномальных речных систем, а также выявить некоторые особенности их строения в свуви- с климатическими условиями.

Анализ карты позволяет говорить о том, что Средна гора отличается более однородной структурой уклонов русел. Многие типы индексов, представленные в Родопах, в Средна горе не встречаются вообще.

При сравнении матриц средних индексов оказалось, что в пределах Родоп встречаются водотоки с индексом структуры уклонов 424 - по сравнению с нормальным индексом, это бассейны с относительно пологими руслами I порядка и знаачительно более крутыми, чем принято, водотоками 3 порядка. Такое различие может иметь лишь тектоническую природу.

Рассматривая распределение бассейнов с различными структурными индексами уклонов продольного проФиля по высоте, можно сказать, что между Родопами и Средна Горой больших различий нет. Во всех высотных поясах несколько больше нормы число бассейнов I порядка.

В заключительной части этой главы было определено соотношение накопления и выноса в ВерхнеФракийскую низменность водотоками, стекающими со склонов Родоп и Средна Горы. Для этого сравнивались

между собой индексы структуры площадей, длин, уклонов и бифуркационный индекс водотоков 3, 4, 5 и 6 порядков, выходящих на низменность, в отдельности.

Если в первом приближении считать, что вынос материала пропорционален площади бассейна, и учитывая, что площадь бассейна с ростом порядка увеличивается в геометрической прогрессии, то можно подсчитать соотношение транзитных водосборов, приносящих свой материал с северного и южного обрамления ВерхнеФракийской низменности. Со стороны Средне Горы материал поступает из трех водотоков 3 порядка, восьми водотоков 4 порядка, трех водотоков 5 порядка и одного водотока 6 порядка. Если их площадь перевести в условные единицы, равные средней площади бассейна 3 порядка, то в сумме получается: 3 х 1 + 8 х 4т+';3 х 42 + 1 х 4* = 147 у. е. Для бассейнов, берущих начало на склонах Родоп, эта величина будет соответствовать: Зх 1 +2 х 4+ 1 х 42 + 1 х 4® =91 у.е.

Следовательно, со стороны Средна Горы в ВерхнеФракийскую низменность сносится материала в 1,6 раза больше, чем со стороны Родоп. В действительности, из-за повышенной лесистости в настоящее время с Родоп сносится меньше материала, так как лесная растительность уменьшает интенсивность склоновой денудации. Русло р. Марица прижимается к правому борту долины не только потому, что вдоль него проходит мощный тектонический шов, но и потому, что с левого борта поступает большее количество материала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование строения речных бассейнов горного обрамления ВерхнеФракийской низменности представляет опыт морФометрического анализа топографической карты масштаба 1:200000. По своей сути, это один из возможных видов камеральных исследований, которые должны предварять и направлять полевые

осследования. В той мере, в которой гипсометрические характеристики речных бассейнов могут оказывать влияние на ход зельеФообразующих процессов, с помощью данного исследования были получены знания, имеющие Фундаментальный характер.

Опираясь на современные представления о том, что речные бассейны можно рассматривать как сложные Формы рельеФа, при постановке работы было принято, что речные бассейны состоят из русел разных порядков и разнопорядковых склонов. Отсюда, под строением речного бассейна в работе понимается соотношение водосборных площадей разных порядков, соотношение длин разнопорядковых русел и уклонов их продольного проФиля. В качестве четвертого признака строения бассейна была принята характеристика разветвленности системы русел — бифуркационный индекс. Для определения порядков водотоков использовалась система кодирования, разработанная А. Стралером и независимо от него В. П. ФилосоФовым. Ей отдано предпочтение потому, что она является достаточно объективной и как производные из нее могут быть получены многие другие коды-порядки /Шрива, Шайдеггер, Грегори и др. /.

Для проведения работ была принята методика, разработанная на каФедре геоморфологии и палеогеографии Московского университета под руководством проФ. Ю. Г. Симонова. Для геоморфологической интерпретации полученных данных также был использован опыт той же научной группы. Автору диссертации принадлежит весь объем проведенных измерений, а также выводы, полученные для территории исследования.

Главными выводами из проведенного исследования является следующее:

1. Наиболее приемлемым объектом для изучения особенностей строения речных бассейнов в папеогеоморФологических целях

являются бассейны третьего порядка при проведении работ в пасштабе 1:200 ООО, так как они довольно часто встречаются в 1рироде и из—за своих размеров не слишком сильно осредняют /словия их образования. Вместе с тем они достаточно сложны. В ^иболее частом варианте /бассейны модального типа/ они состоят лз русел первого, второго и третьего порядка, причем на русел 1ервого порядка приходится 75 '/., а также из 36 склоновых Фасеток, ■>7 7, которых опирается на элементарные русла. Увеличение порядка •лавной реки приводит к очень быстрому росту сложности строения >ассейна. Растет их число и в еще большей степени растет число юзможных комбинаций элементов разных порядков. Поэтому, с ростом юрядка реки характеристики строения ее бассейна все больше и ольше подчеркивают его индивидуальность.

2. Среди индексов, раскрывающих строение речного бассейна и го зависимость от климата, важное место занимает индекс труктуры водосборных площадей и индекс структуры длин азнопорядковых русел, в меньшей мере - бифуркационный индекс, ндекс структуры уклонов продольного проФиля русел разных □рядков оказался менее информативным.

3. Используя методы сравнительного анализа двух макросклонов эрного обрамления ВерхнеФракийской низменности, северного -эедна Гора - и южного - Родопы, а также анализируя изменение груктурных индексов по высотным поясам, удалось выявить гнденцию этих изменений, которая вполне логично объясняется ¡менениями климатических условий и, прежде всего, - изменением »лажнения.

То, что эти сравнения проводятся по современным климатическим ¡становкам, не должно вызвать возражений, так как соотношения в •нденциях распределения атмосферных осадков с высотой и в

зависимости от экспозиции сохранялись, начиная, по крайней мере с миоцена - с момента становления гор.

4. Анализ индексов, раскрывающих строение речных бассейне Родоп и Средна Горы позволяет сделать вывод о том, что со Средн Горы в ВерхнеФракийскию низменность сносится в 1,6 раза больи осадков, чем с Родоп. Следует подчеркнуть, что эти даннь получены чисто морФометрически, исходя из соотношения площа* литосборных бассейнов, распределения длин разнопорядковых русел уклонов их продольного профиля. По данным гидрологически измерений мутность рек, стекающих со редна Горы, в пять ра больше, чем у рек Родопского макросклона. Следует учитывать различия в залесенности этих двух литосбороЕ ПалеогеоморФологическую стабильность этих отношений можно видет и в распространении наклонных аллювиально-пролювиальных равнин пределах ВерхнеФракийской низменности.

5. Наиболее перспективной областью для поиска подземных вог имеющих в этом районе важное хозяйственное значение, являете правобережье р. Асеница в 10-15 км восточнее г. Пловдив.